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标题: 能源之星规范闪耀，PC能效成关键问题 [打印本页]

作者: langzhiwen 时间: 2010-10-29 11:39
标题: 能源之星规范闪耀，PC能效成关键问题
编者按：美国环保局发布的能源之星4.0指导原则使能效成为电源管理设计的一个关键性问题。惠普公司将提供多款能效为80%的高效电源并以之作为最近推出的惠普康柏dc7700、dc5700和dc5750系列桌面商务PC的可选电源。不仅如此，这种电源使惠普公司比能源之星指导原则的生效日期提前半年达标。
要满足能源之星的要求，最重要的是选择功率MOSFET及其驱动IC。一种方法是使用一种带有集成型MOSFET的开关调节器IC，这种方法对不超过100W的负载通常是可行的。另一个方法是使用外部MOSFET，由于导通电阻较低，外部MOSFET比集成型MOSFET效率更高。

另一个与效率有关的设计决策是使用带有集成型MOSFET门驱动器的开关调节器IC还是使用面向外部MOSFET的外部门驱动器。更新款的大功率处理器通常要求使用外部MOSFET，有时还要求使用外部门驱动器来处理高达数百瓦的负载。特定的应用决定了最优能效电源的结构。

为理解高能效电源的作用，我们考察一下典型的商用建筑，在其中电子设备驱动器的电源能耗占总能耗10%到15%。同目前的电源相比，能效为80%的新型高效电源把能效提高了33%，降低了被转化成热量并散布到环境中浪费掉的能耗。

这个节能量是基于80 PLUS计划提供的数据得到的，该计划致力于把高效电源集成到桌面计算机和服务器中。惠普是第一个支持该计划的主要PC制造商。

惠普实验室测试表明，采用能效为80%的高效电源，下一代商务桌面计算机的能效可比现有产品高45%。对于拥有数千台PC的企业，这些新型电源每年可节省数万美元。
华盛顿州西雅图市附近的Snohomish县公共事业局(PUD)最近针对一款效率为80%的电源(用在最新型的惠普商务PC中)进行了一次测试，结果表明节省了大量能量。最初的测试表明，使用更高效的电源，每台PC每年节省大约125kWh。另外，功率因数增大减少了电力线谐波，每个交流功率电路可连接几乎两倍的PC。

80 PLUS计划是一个由Ecos咨询公司负责并获电子公共基金支持的鼓励使用更高效电源的计划。要获得80 PLUS证书，制造商的电源效率必须经独立的测试实验室核实。80 PLUS性能指标要求计算机中的电源在工作负载为20%、50%和100%时效率高于80%。官方的能量之星规范将取代目前的80 PLUS计划。

由于依赖于计算机的效率，空闲功率是能量之星规范中存在问题的主要指标之一。由于几乎所有的电源都使用传统供电技术(由于工作效率低，在空闲状态效率在65%到70%之间)，目前缺乏新型电源在空闲功率方面的准确数据。因而，在空闲功率方面的规范仍有待确定。

另外，在今天的桌面计算机中，电源的功率因数在0.5到0.6之间。要获得80 PLUS认证，电源的功率因数至少要达到0.9，即把对输入电流的要求降低一半。更高的功率因数可降低电力线谐波、降低对中线的压力并提高配电变压器的寿命。
能效的改进还带来了其它一些进一步的好处。热输出降低使计算机系统的可靠性提高到40%。更高的可靠性降低了维护成本和IT支持，同时也提高了工人的生产力。可靠性增强、设备寿命延长以及能量节省等因素大大降低了PC网络的总拥有成本(TCO)。而且，热输出减少降低了建筑物中空调系统的负担。
参考设计

在电子系统中还使用多种交流适配器。ON Semiconductor公司给出的针对60W笔记本适配器的GreenPoint参考设计可以处理对能效和适配器尺寸有严格要求的应用。这个参考设计使用的关键器件是NCP1337增强型PWM电流模式控制器

NCP1337组合了一个真电流模式调制器和一个去磁检测器，确保在任何负载中均可实现全边界线/临界传导模式(full borderline/critical conduction mode)。由于提供了内部变压器铁芯复位检测功能，NCP1337不再需要外部信号。为便于满足各种电磁干扰(EMI)传导辐射标准(最低的频率上限为150kHz)的要求，频率在内部被限制到130kHz以下。
通过监视反馈引脚的活动，只要功率需求降低到低于预先给定的水平NCP1337就会进入纹波模式。由于内部软启动使重新启动软化且频率不会降低到25kHz以下，它不辐射音频噪声。

作者: 郭煜东 时间: 2010-10-31 08:13
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